第五章框架设计5.1 横向框架荷载计算5.1.1 计算单元：取○5轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为4.8m，由于房间内布置有次梁，故直接传给框架楼面荷载如下图阴影线所示，计算单元范围内的其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁以集中力的形式传向横向框架，作用于各节点上，由于纵向框架梁的中心与柱的中心不重合，因此在框架节点上还作用弯矩。

图5-1 框架计算简图5.1.2 荷载计算1） 恒载计算图5-2 恒载计算简图A 对于顶层框架图中1g ，'1g 代表横梁自重为均布荷载，2g ，'2g 为屋面板传递给的折算等效均布荷载，P 1.P 2.P 3分别为纵梁和中纵梁直接传给柱的恒载，包括梁自重、楼板重和女儿墙等的重力荷载 横向主梁b×h=300㎜×600㎜ 自重 25×0.30×(0.6-0.1)=3.75 kN/㎡ 粉刷层 17×0.02×(0.6-0.1)×2=0.34 kN/㎡ 合计 4.09 kN/㎡ 1g ='1g =4.09 kN/㎡ 上人屋面荷载标准值30厚细石混凝土 0.03×22=0.66 kN/㎡ 三毡四油防水层 0.4 kN/㎡ 20厚水泥砂浆找平层 0.02×20=0.40 kN/㎡ 40-120厚膨胀珍珠岩保温层 (0.04+0.12)÷2×7=0.56 kN/㎡ 100厚钢筋混凝土现浇板 0.10×25=2.50 kN/㎡ 20厚混合砂浆抹底 0.02×17=0.34 kN/㎡ 合计 4.86 kN/㎡ 女儿墙240厚粉煤灰轻渣空心砌块 7.5×0.24=1.80 kN/㎡ 内外墙面粘贴瓷砖 0.5×2=1.01kN/㎡ 合计 2.80 kN/㎡ 次梁自重 25×0.25×（0.4-0.1）=1.881kN/m 次梁粉刷 17×0.02×（0.4-0.1）×2=0.21kN/m合计 2.09 kN/mP1=4.8×2.8×0.9+4.8×2.09+(4.8+1.35)/2×1.725×4.86=47.91kNP2=4.8×2.09+(4.8+1.35)/2×1.725×4.86+(4.8+2.4)/2×1.2×4.86=47.91kNP3=4.8×2.09+(4.8+1.35)/2×1.725×4.86×2=61.59kNB 对于1-4层楼盖g边跨包括梁自重和其上填充墙自重，为均布荷载1P1、P2包括纵横墙自重g=4.09+2.8×（3.9-0.6）=13.33 kN/m1'g=4.09 kN/m1水磨石面层0.65 kN/㎡20厚水泥砂浆找平层0.02×20=0.40 kN/㎡100厚钢筋混凝土现浇板0.10×25=2.50 kN/㎡20厚混合砂浆抹底0.02×17=0.34 kN/㎡合计 3.89 kN/㎡g=3.89×1/2×3.45×1/2×3.45×2+2.48×(3.9-0.6)=31.34 kN/m2'g=3.89×1/2×2.4×1/2×2.4×2=11.20 kN/m2P1=4.8×2.8×(3.9-0.4)+2.09×4.8+(4.80+1.35)×1.725/2×3.89+2.64×4.8×(3.9-0 .4)=122.06 kNP2=2.09×4.8+(4.80+1.35)×1.725/2×3.89+(4.80+2.40)/2×1.2×3.89+7.5×0.24×(3.9-0.4)×4.8+2.48×4.8×(3.9-0.4)=119.37 kNP3=2.09×4.8+(4.80+1.35)×1.725/2×3.89×2=51.30 kNM1=122.06×(0.30-0.125)=21.36 kNM2=119.37×(0.250-0.125)=14.92 kN2) 活荷载计算：图5-3 活载计算简图A 对于屋盖上人屋面均布活载标准值2.0 kN/㎡合肥地区50年一遇雪荷载标准值0.60 kN/㎡活载与雪荷载不同时考虑取较大值，因此取2.0 kN/㎡q2=2.0×4.80=9.60 kN/㎡q2’=2.0×2.40=4.80 kN/㎡ P1=1/2×(4.80+1.35)×1.725/2×2.0=5.30 kN P2=1/2×(4.80+1.35)×1.725/2×2.0+1/2×(4.80+2.40)×1.20/2×2.0 =9.62 kN P3=1/2×(4.80+1.35)×1.725/2×2.0×2=10.61kN M1=5.30×(0.30-0.125)=0.93kN.m M2=9.62×(0.25-0.125)=0.96kN.mB 对于1-4楼盖走道活载2.5 kN/㎡，教室及其他2.0 kN/㎡q2=2.0×4.80=9.60 kN/㎡ q2’=2.5×2.40=6.0 kN/㎡ P1=1/2×(4.80+1.35)×1.725/2×2.0=5.30 kN P2=1/2×(4.80+1.35)×1.725/2×2.0+1/2×(4.80+2.40)×1.20/2×2.5 =10.70 kN P3=1/2×(4.80+1.35)×1.725/2×2.0×2=10.61kN M1=5.30×(0.30-0.125)=0.93kN.m M2=10.70×(0.25-0.125)=1.34kN.m5.2 荷载等效计算：5.2.1 恒荷载等效计算1） 顶层：1217174.0924.3417.023232g g g =+=+⨯=kN/m 121717''' 4.0911.7810.353232g g g =+=+⨯=kN/mP1=47.91kN P2=56.81kN P3=61.59 kN M1=8.38kN.m M2=7.10 kN.m 2) 1-4层1217174.0931.3429.983232g g g =+=+⨯=kN/m 121717''' 4.0911.2010.043232g g g =+=+⨯=kN/mP1=122.06kN P2=119.37kN P3=51.30 kN M1=21.36 kN.m M2=14.92 kN.m 5.2.3 活载等效计算 1) 顶层：q=179.6 5.132⨯= kN/m q’=174.8 2.5532⨯= kN/m P1=5.30kN P2=9.62kN P3=10.61 kNM1=0.93 kN.m M2=1.20 kN.m 2) 1-4层：q=179.6 5.132⨯= kN/m q’=176.0 3.1932⨯= kN/m P1=5.30kN P2=10.70kN P3=10.61 kNM1=0.93kN.m M2=1.34 kN.m5.3 永久荷载作用下的内力计算5.3.1 固端弯矩计算将框架梁视为两端固接梁，计算固端弯矩： A 屋面框架梁P3=61.59 kN图5-4 永久荷载作用下屋面框架梁AB 跨框架计算简图221111()(17.02 6.961.59 6.90)120.65.128128AB M gl Pl kN m=-+=-⨯⨯+⨯⨯=- 22111117.02 6.961.59 6.90120.65128128BA M gl Pl =+=⨯⨯+⨯⨯= kN.m图5-5 永久荷载作用下屋面框架梁BE 跨框架计算简图2211'10.35 1.2 4.9733BE M g l =-=-⨯⨯=- kN.m2211'10.35 1.2 2.4866EB M g l =-=-⨯⨯=- kN.mB 1-4层楼面框架梁图5-6 永久荷载作用下1-4层框架梁AB 跨框架计算简图221111()(29.98 6.951.30 6.90)163.19.128128AB M gl Pl kN m =-+=-⨯⨯+⨯⨯=-22111129.98 6.951.30 6.90163.19128128BA M gl Pl =+=⨯⨯+⨯⨯= kN.m图5-7 永久荷载作用下1-4层框架梁BE 跨框架计算简图2211'10.04 1.2 4.8233BE M g l =-=-⨯⨯=- kN.m2211'10.04 1.2 2.4166EB M g l =-=-⨯⨯=- kN.m5.4 活荷载作用下的内力计算：1）、屋面框架梁：P3=10.61kN图5-8 活荷载作用下屋面框架梁AB 跨框架计算简图221111()( 5.10 6.910.61 6.90)29.39128128AB M gl Pl =-+=-⨯⨯+⨯⨯=- kN.m2211115.106.910.61 6.9029.39128128BA M gl Pl =+=⨯⨯+⨯⨯= kN.m图5-8 活荷载作用下屋面框架梁BE 跨框架计算简图2211' 3.19 1.2 1.5333BE M g l =-=-⨯⨯=- kN.m2211' 3.19 1.20.7766EB M g l =-=-⨯⨯=- kN.m2)、楼面框架梁：（计算简图同图5-7，5-8）AB 梁：P3=10.61kN221111()( 5.10 6.910.61 6.90)29.39128128AB M gl Pl =-+=-⨯⨯+⨯⨯=- kN.m2211115.106.910.61 6.9029.39128128BA M gl Pl =+=⨯⨯+⨯⨯= kN.mBE 梁：2211' 3.19 1.2 1.5333BE M g l =-=-⨯⨯=- kN.m2211' 3.19 1.20.7766EB M g l =-=-⨯⨯=- kN.m图5-9 恒载等效图图5-10 活载等效图○5轴线梁线刚度计算 Ec=3.0×104N/㎜2 I 梁=339411300600 5.40101212bh mm =⨯⨯=⨯ 外柱：I A =3394114006007.20101212bh mm =⨯⨯=⨯ 内柱：I =339411500500 5.21101212bh mm =⨯⨯=⨯根据EIi l=可得到梁柱线刚度如下：梁：4942.810 5.410 2.1910.6900ABi kN m ⨯⨯⨯==⨯4942.810 5.41012.610.1200BCi kN m ⨯⨯⨯==⨯2-5层：外柱：4943.0107.210 5.5410.3900i kN m ⨯⨯⨯==⨯ 内柱：4943.010 5.2110 4.0110.3900i kN m ⨯⨯⨯==⨯ 底层： 外柱：4943.0107.210 4.4110.4900i kN m ⨯⨯⨯==⨯ 内柱：4943.010 5.2110 3.1910.4900i kN m ⨯⨯⨯==⨯ 梁截面惯性矩考虑到现浇板作用，取I=2I 0(I 0为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩)。